JP2020520789A - 膜モジュールおよび膜モジュールにおける堆積物を検出する方法 - Google Patents
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Claims (15)
- 少なくとも1つの透過性または半透過性の膜層(1)と、膜モジュールの堆積物を検出するための装置と、を含む膜モジュールであって、
少なくとも1つのポリマー光ファイバ(3)が、前記少なくとも1つの膜層(1)上の堆積物を検出するために前記膜モジュールに組み込まれ、前記ポリマー光ファイバ(3)は少なくとも1つの膜層(1)に接触していることを特徴とする膜モジュール。 - 前記膜モジュールは、流体、特に水溶液の供給流(F)から透過液を生成するように機能し、前記膜モジュールは、隣接して配置または積層された、透過性または半透過性膜層(1)の複数のシート(a、b)を含み、前記少なくとも1つのポリマー光ファイバ(3)は、前記膜層(1)の少なくとも1つのシート(a、b)と接触している、請求項1に記載の膜モジュール。
- 隣接して配置された、前記膜層(1)の複数のシート間に中間シート(2、8)がそれぞれ配置され、前記ポリマー光ファイバ(3)または各ポリマー光ファイバは、中間シート(2、8)に埋め込まれているか又は組み込まれていることを特徴とする、請求項1または2に記載の膜モジュール。
- スペーサとして機能する中間シート(2、8)が、隣接して配置された複数の膜層(1)の間にそれぞれ配置され、前記中間シートは、前記隣接する複数の膜層(1)を互いに離隔させ、前記ポリマー光ファイバ(3)は、スペーサとして機能する中間シート(2、8)に組み込まれていることを特徴とする、請求項3に記載の膜モジュール。
- 前記ポリマー光ファイバ(3)または各ポリマー光ファイバは、ファイバコア(3a)と、前記ファイバコアを取り囲むクラッド(3b)とを含み、前記クラッド(3b)は、少なくとも1つの膜層(1)と接触し、特に中間シート(2、8)内に配置された少なくとも1つの部分に切り欠き(3c)を有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の膜モジュール。
- 前記膜層(1)または各膜層、特に前記半透過性膜層(1)の前記シート(a、b)およびそれらの間に配置された前記中間シート(2、8)は、クラッド(7)内に配置され、前記膜モジュールは、耐流体性および耐圧性のハウジング(6)内に配置されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の膜モジュール。
- 前記ポリマー光ファイバ(3)または各ポリマー光ファイバは、送信機(4)および受信機(5)に結合され、前記送信機(4)および前記受信機(5)は、前記ハウジング(6)の外部に配置されることを特徴とする、請求項6に記載の膜モジュール。
- 前記ハウジング(6)は、前記流体用の入口(16a)と前記透過液(P)用の出口(16b)とを有し、前記ポリマー光ファイバ(3)または各ポリマー光ファイバは、前記入口(16a)を通って前記ハウジング(6)に挿入され、前記入口(16a)を通って前記ハウジング(6)を出るか、または前記入口(16a)を通って挿入され、前記出口(16b)を通って出ることを特徴とする、請求項6または7に記載の膜モジュール。
- 前記膜モジュールは、平坦な膜モジュール、渦巻きモジュール、管状モジュール、または中空ファイバモジュールの形態を有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の膜モジュール。
- 少なくとも1つのポリマー光ファイバ(3)によって膜モジュールの堆積物を検出する方法であって、前記膜モジュールは透過液(P)を生成し、少なくとも1つの透過性または半透過性膜層(1)を含み、
a)少なくとも1つのポリマー光ファイバ(3)が、堆積物のその場(in-situ)検出のために前記膜モジュールに組み込まれており、
b)前記堆積物の検出は、前記膜モジュールで前記透過液(P)が生成されている稼働中の膜分離操作の間に行われる、方法。 - 前記ポリマー光ファイバ(3)は、前記膜モジュールの堆積物の存在および量に関して結論を出すことができる測定値を生成し、前記ポリマー光ファイバ(3)によって生成された前記測定値は、状態を評価するために、および/または前記膜モジュールで行われる膜分離プロセスに介入するために使用される、請求項10に記載の方法。
- 前記膜分離プロセスは、複数の膜モジュール(11)を含む膜システム(20)で実行され、ポリマー光ファイバ(3)は、この膜モジュールを前記ポリマー光ファイバ(3)によって前記測定モジュール(12)において堆積物が検出される測定モジュール(12)として機能させるために、前記膜モジュールのうちの少なくとも1つに組み込まれることを特徴とする、請求項11に記載の方法。
- 前記膜モジュールまたは各膜モジュールは、流体、特に水溶液の供給流(F)で充填され、透過液(P)がそれぞれの前記膜モジュールの前記流体の前記供給流(F)から膜分離プロセスによって生成されることを特徴とする、請求項10〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 堆積物、特に無機堆積物の形成、並びに/または微粒子および/若しくはコロイドおよび/もしくは微生物によって引き起こされるファウリングに関する予測を生成するために、前記膜モジュールまたは少なくとも1つの膜モジュールにおいて、前記ポリマー光ファイバ(3)による堆積物の少なくとも1つの検出は、膜モジュールの測定位置で、稼働中の膜分離動作の間に行われ、その測定位置では、前記膜分離プロセスで処理された前記流体の成分の平均濃度と比較して、成分の、例えば無機塩の、局所的な濃度の増加が、前記流体内に存在することを特徴とする、請求項13に記載の方法。
- 前記流体は、流れの方向に前記膜モジュールを通過する溶液であり、前記膜分離プロセスは、前記溶液を透過液(P)と濃縮液(K)とに分離するために前記膜モジュールの有効領域で行われ、前記ポリマー光ファイバ(3)による堆積物の検出は、前記稼働中の膜分離操作の間に、前記膜モジュールにおける無機堆積物の形成に関する予測を生成するために、前記膜モジュールの前記有効領域の端部に位置する前記膜モジュールの測定位置で行われることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
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